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摘要
针对航空发动机主轴轴承服役工况恶劣和类石墨碳基薄膜在高温环境下的性能研究不足等问题，采用磁控溅射技术在不同轴承钢基体(M50钢、M50NiL钢和W9Cr4V2Mo钢)上沉积Ti-GLC薄膜，探究在不同温度下的摩擦学性能。采用SEM、Raman分析薄膜的微观结构，采用纳米压痕仪、划痕仪等测试其力学性能，利用MFT-5000型多功能摩擦磨损试验机测试所镀薄膜在不同温度下(室温、200℃、250℃和300℃)的摩擦学性能。结果表明：在三种不同轴承钢基体沉积的Ti-GLC薄膜，其硬度和弹性模量变化不大，结合力从大到小依次为M50>M50Ni L>W9Cr4V2Mo。随着温度的升高，三种钢基体沉积Ti-GLC薄膜的摩擦因数均逐渐增大，而磨损率则先减小后增大，且表现出不同的磨损形式。三种轴承钢基体沉积Ti-GLC薄膜的最佳工作温度区间为室温～200℃，M50钢基体所镀薄膜具有更好的力学性能和摩擦学性能，其结合力达到80 N以上，300℃时的平均摩擦因数为0.125，磨损率仅为3.05×10-17 m3/(N·m)。研究成果为类石墨碳基薄膜在高温环境下的实际应用奠定了理论基础。
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单位河南科技大学; 中国航发哈尔滨轴承有限公司; 机电工程学院
